Оборудование для обогащения
Узнать больше Свернуть
Развернуть

HAVER & BOECKER NIAGARA - специалист в области конструирования и производства машин для обогащения минерального сырья горнодобывающей промышленности, строительных и вторичных материалов.
Телефон: +49 251 97 91 57
email: info@haverniagara.com

Подробнее Свернуть
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали

Роботизация в промышленности и на карьерах: ждать ли массовой автоматизации?

03.03.2022

Автоматизированная карьерная техника — один из актуальных трендов в добывающей промышленности. Стараются идти в ногу со временем и в России — в 2019 году на разрезе СУЭК в Хакасии начали работать первые два робота-самосвала, а на разрезе Тугнуйский в Бурятии — автономный буровой станок. Как идёт внедрение новой техники, и стоит ли ждать поголовной роботизации в ближайшие годы?

БЕЛАЗы
Фото: krasbelaz.ru

Тысяча роботов — это много или мало?

Впервые автономные самосвалы запустили в Австралии в 2012 году, за это время они сумели доказать свою эффективность на различных карьерах по всему миру.

«Почему автономный транспорт полезен для горной отрасли? Во-первых, это безопасность. Выявлено, что 25% происшествий со смертельным исходом на производстве случаются на этапе транспортировки руды.

Потому что работают огромные самосвалы, углы обзора очень маленькие — отсюда и несчастные случаи в процессе погрузки. На шахте Rio Tinto внедрили автономный транспорт, который напичкан различными датчиками и где просто отсутствуют люди, и увидели, что процент несчастных (не смертельных) случаев снизился на 60%», — рассказал во время своего выступления на онлайн-конференции «DIGITAL MINING & METALLURGY OnlineConf: Решения для интеллектуальной добычи и металлургии» директор направления технологических сетей Ericsson Александр Романов.

Помимо безопасности, автономная техника также позволяет собственникам бизнеса экономить деньги и ресурсы.

«Автономные транспортные средства могут работать с большей точностью, им неведомы такие нюансы, как плохая видимость или усталость водителя, они могут работать круглосуточно. Автономные самосвалы могут повторять траекторию движения во время рабочих циклов с точностью до нескольких сантиметров, что позволяет экономить на ширине проезжей части, повышении угла подъёма, площадке для разворота и на многом другом.

Интеллектуальные системы способны заменить водителя на серпантинах горных разработок в трудных ситуациях, особенно после дождя и снега.

Как показала практика, автономные грузовые перевозки могут повысить производительность на 15–20%, уменьшить расход топлива на 10–15%, снизить уровень износа шин на 5–15%, сократить расходы на техническое обслуживание примерно на 8% и повысить коэффициент использования автомобилей на 10–20% с лучшей практикой вождения», — перечисляет преимущества автономной техники доктор технических наук Марк Хазин в своей статье «Роботизированные карьерные самосвалы».

Экономический эффект достигается прежде всего за счёт того, что из производственной цепочки уходит человек, а значит, исключается потеря времени на пересменку, обед и личные нужды.

«Робот может возить с одинаковой эффективностью и днём, и ночью, и в снег и туман, и при запылённости. Наконец, робот очень бережно относится к технике, никогда не превышает допустимые параметры эксплуатации, поэтому техника работает немного дольше», — отмечает генеральный директор компании «Цифра Роботикс» Алексей Яковенко.

Производством автономной карьерной техники под собственным брендом в мире сегодня занимаются такие компании, как «БЕЛАЗ», Caterpillar и Komatsu. Эксперименты в этом направлении ведут Hitachi и Liebherr. Однако не все добытчики готовы покупать автономные самосвалы прямо с конвейера, многие предпочитают роботизировать уже имеющиеся машины.

Возможны технические решения, которые надстраиваются на серийный самосвал и позволяют управлять гидравликой, коробкой передач, рулём, сканировать окружающую среду и ориентироваться по этим сканам. На этом рынке активно работают независимые разработчики, среди них и компания «Цифра Роботикс».

Управление автоматизированной спецтехникой

Сейчас, по оценкам Алексея Яковенко, в мире работают более 1000 автономных самосвалов, не считая китайские машины. Данные из Поднебесной сильно разнятся — от 200 до 600 единиц, поэтому в «Цифра Роботикс» решили не учитывать их в своей статистике. Много это или мало?

С одной стороны, цифра внушает уважение, но если сравнить с общим количеством карьерных самосвалов, а это 50–70  тысяч единиц, получается, что доля самосвалов-роботов около 2%, что не очень много.

А на карьерах России пока работает только 2 автономных самосвала, и за последние годы эта цифра не изменилась: все смотрят на успехи СУЭКа и не слишком торопятся в роботизированное будущее. То есть нельзя говорить, что внедрение роботизированной техники идёт как по маслу. Почему же?

«Свита короля», или о роли инфраструктуры

В идиллическую картину, в которой самосвал работает в режиме 24/7 и приносит бешеную прибыль собственнику бизнеса, вмешивается жизнь — суровые производственные будни.

«Машина есть машина, и она требует технического обслуживания, заправки топливом, смены масла, элементарного ремонта. То есть её нельзя эксплуатировать совсем без остановки, как бы нам этого не хотелось. Поэтому экономический эффект складывается только из заработной платы, не затрагивая техобслуживание и ремонты», — предупреждает Алексей Яковенко.

Кроме этого, внедрение автоматизированной техники требует создания специальной инфраструктуры на карьере. Так, нужен диспетчерский центр с необходимым серверным оборудованием, параллельная дорога для проведения пробных запусков длиной как минимум 0,5–1 км и 2 площадки 50*50 метров для отработки маневров, загрузки/разгрузки, необходимое количество станций wi-fi, шлагбаумы, заборы, специальные зоны входа/выхода, перечисляет директор «Цифра Роботикс». Следует учитывать и то, что какое-то время уйдёт на адаптацию робота под конкретный участок, испытания машины.

«Сейчас уровень технологического развития не позволяет взять машину с чужого предприятия и запустить на новом участке. Прежде чем робот начнёт реально что-то возить, необходимо сделать проект участка, на котором автономную технику будут эксплуатировать.

Потом понадобится период испытаний, когда он поездит порожним, потом нагруженным. Нужно изучить все маршруты, выяснить все факторы, характерные для данного предприятия», — объясняет Алексей Яковенко.

Автономный буровой станок
Фото: epiroc.com

Кроме этого, даже самые современные технологии полностью не исключают контактов с человеком. Это могут быть ремонтные бригады, топливозаправщики, маркшейдеры, специалисты по осмотру участков. Хотя не все они взаимодействуют с роботом напрямую, но тем не менее находятся на одном с ним участке.

Поэтому ещё одна ключевая задача — создание инфраструктуры безопасности. Территория должна быть огорожена, а сами роботы должны иметь встроенную систему распознавания человека, конечно, всё это требует денег.

Новые технологии — прерогатива богатых и успешных

«Мы делали математическое моделирование с разным количеством техники, с разной грузоподъёмностью, с учётом стоимости оснащения. Если у вас машины более 180 тонн, или вы запускаете сразу больше 6 машин, то проект окупается в разумные сроки.

Если вы в качестве эксперимента запускаете 2 машины, выделяете под них экскаватор на большом разрезе, то окупаемость низкая. От 4–6 машин в зависимости от грузоподъёмности окупаемость неплохая», — приводит цифры Алексей Яковенко.

Ещё один показательный пример — применение автономного бурового станка на разрезе Тугнуйский. Практика показала, что на малых объёмах человек часто бывает эффективнее робота. Однако чем дольше и больше бурит робот, тем выше его эффективность.

То есть пока в России в полной мере прочувствовать выгоды от автоматизированной техники могут преимущественно крупные компании. Важно, чтобы и добыча в одном и том же месте шла долго, тогда окупятся затраты на адаптацию и создание инфраструктуры для роботов.
Ещё один нюанс — автоматизированная техника пользуется большей популярностью в экономически развитых странах, где человеческий труд стоит дорого.

Например, в Австралии зарплата водителя самосвала — больше 150 тысяч долларов, а всего предприятие тратит на сотрудника 450 тысяч долларов в год, рассказывает Алексей Яковенко. Помимо оплаты труда, сюда входят проезд и проживание на вахте, питание, работы системы кондиционирования и т. д.

В этих условиях переход на самосвалы-роботы даёт ощутимую экономию, и затраты окупаются быстро. А в России, странах СНГ и Латинской Америки уровень зарплат ниже, а значит, и эффект от автоматизации не так заметен. Так что можно сказать, что пока роботы — это прерогатива богатых и успешных — как стран, так и компаний.

Автоматизированная техника VS дистанционное управление

Неудивительно, что собственник, прикинув все расходы на обустройство участка для робота-самосвала, может засомневаться в том, нужна ли ему на предприятии автоматизация? При этом есть другой, более дешёвый путь — дистанционное управление.

Здесь оценивает обстановку, принимает решения и в конечном счёте управляет машиной человек. Алексей Яковенко считает, что это половинчатое решение, которое не даёт необходимой эффективности.

«Наши эксперименты и мировой опыт показали, что удалённый оператор показывает более низкую производительность (до 75–80%), нежели оператор внутри транспортного средства или полностью автономная технология. Почему? По камерам ориентироваться не очень комфортно, потому что операторами становились люди, которые 15–25 лет проработали на технике и, конечно, неуютно.

Поэтому мы видим будущее дистанционно управляемой техники только в условиях работы на особо опасных участках с немоделируемой средой, где людям нельзя находиться, а роботизация либо очень дорогая, либо вообще невозможна.

Или же после того, как будет создан полноценный цикл обучения операторов, и операторами будут становиться не люди, которые уже долго работали на этой технике «вживую», а вчерашние студенты», — делится мнением Алексей Яковенко.

Это то, что касается самосвалов, однако если говорить о буровых станках, то здесь полуавтономные технологии имеют право на жизнь. По сути, единственное отличие полностью автономного станка здесь — это возможность самостоятельно перемещаться между скважинами. Остальные функции: наведение, горизонтирование, бурение — также автоматизированы.

Но стоит отметить, что дистанционно управляемая техника тоже зависит от физического и эмоционального состояния человека, то есть нивелируется одно из самых важных преимуществ автоматизации.

Управление автономной спецтехникой
Фото: epiroc.com

Роботы и человеческий фактор

Вообще, взаимоотношения роботов и людей — это отдельная тема для разговора.

«Транспортные средства без водителя работают по чётким логическим правилам, которые могут быть неочевидны для людей. Плохое понимание того, как использовать автономные системы и (или) взаимодействовать с автономными грузовиками, может создавать проблемы безопасности и снижать эффективность работы в целом, влияя на прибыль», — рассуждает Марк Хазин.

Один из примеров такого взаимодействия привёл Алексей Яковенко, рассказав об опыте внедрения автономной техники в Африке.

«Люди хотели «проверить» машину на её устойчивость. Выскакивали из-за угла, кидали камни, делали другие непотребства, чтобы проверить, насколько машина способна вовремя остановиться. Если препятствие возникло вдруг, она остановится, но сделает это всеми доступными средствами, и тормозам, а иногда и раме придёт конец», — отмечает Алексей Яковенко.

Холодная машинная логика не всегда устраивает и хозяев предприятий, особенно в конце года, когда нужно выполнять план. Робот трепетно относится к перегрузкам, его не заставишь ехать быстрее, чем установлено правилами безопасности. В общем, с роботом-то «не договоришься».

«Мы совместно с инвестиционными аналитиками компании СУЭК просчитывали рентабельность проекта, когда уголь упал в цене и стояла задача добывать его максимально дёшево. «Сходимость» экономики тогда была очень неплохой.

Сейчас всё поменялось, и считают наоборот: пока уголь дорогой, надо быстрее его возить, больше грузить, быстрее ехать, а правила можно и нарушать», — рассуждает Алексей Яковенко.

Наконец, активному внедрению роботов в нашей стране в какой-то мере мешают и законодательные пробелы.

«Производителям и потребителям автономных самосвалов, несущим ответственность за безопасность рабочего места и безопасность своих работников, пока неясно, каковы должны быть юридические требования и нормы для эксплуатации новой техники.

На данный момент пробелы в законодательстве не позволяют эксплуатировать беспилотную технику в определенных условиях, например, при пересечении технологических трасс с дорогами общего пользования управление над роботом-самосвалом берет на себя оператор», — объясняет Марк Хазин.

Подводя итоги, следует сказать, что для успешного внедрения автономной техники нужно перестроить не только весь производственный процесс, но и мышление. Однако все больше экспертов отрасли признают, что технология реально работает, а значит, и отрасль медленно, но всё же перестраивается, чтобы роботам на производстве было «комфортно».


Текст: Андрей Халбашкеев


Поделиться:
Статья опубликована в журнале Добывающая промышленность №1, 2022
Нашли ошибку? Выделите ее мышкой
и нажмите
Ctrl + Enter
Поделиться:
Вы уже голосовали
MiningWorld Russia
MiningWorld Russia — 2022: в поисках решений В заключительный день выставки MiningWorld Russia павильоны...
Читать материал...
Еще по теме

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спецпроекты
MiningWorld Russia 2022
Обзор технических решений для добычи, обогащения и транспортировки полезных ископаемых, представленных на площадке МВЦ «Крокус Экспо» в Москве....
Рудник Урала 2021
Главные события выставки «Рудник Урала-2021» в рамках спецпроекта dprom.online. Полный обзор мероприятия: «живые» материалы об участниках и их...
В помощь шахтёру
Путеводитель по технике и технологиям, которые делают работу предприятий эффективной и безопасной.
Уголь России и Майнинг 2021 | Обзор выставки
Спецпроект dprom.online, посвящённый международной выставке «Уголь России и Майнинг 2021» в Новокузнецке. Репортажи со стендов компаний-участников,...
Mining World Russia 2021 | Обзор выставки
Спецпроект MiningWorld Russia 2021: в прямом контакте. Читайте уникальные материалы с крупной отраслевой выставки международного уровня, прошедшей...
День Шахтёра 2020
В последнее воскресенье августа свой праздник отмечают люди, занятые в горной добыче. В День шахтёра 2020 принимают поздравления профессионалы своего...
Уголь России и Майнинг 2019
Спецпроект dprom.online: следите за выставкой в режиме реального времени.

Ежедневно: репортажи, фотоотчеты, обзоры стендов участников и релизы с...

COVID-2019
Спецпроект DPROM-НОНСТОП. Актуальные задачи и современные решения. Достижения и рекорды. Мнения и прогнозы. Работа отрасли в условиях новой...
Mining World Russia 2020 | Репортаж и обзор участников выставки
Международная выставка в Москве Mining World Russia 2020 – теперь в онлайн-режиме. Показываем весь ассортимент машин и оборудования для добычи,...
популярное на сайте
Ежедневные новости. Актуально и кратко. Присоединяйтесь к телеграм-каналу Свернуть

Подпишитесь
на ежемесячную рассылку
для специалистов отрасли

Спасибо!

Теперь редакторы в курсе.